筛选难度大
超算技术冲破“卡脖子”问题
去年以来,管华诗科研团队致力于打造中国“蓝色药库”,已初步构建了海洋生物资源库和海洋药物相关信息库,未来将重点开发海洋小分子药物、海洋糖类药物、海洋中药和海洋生物功能制品。
在“蓝色药库”开发中,管华诗带领的中国海洋大学医药学院从事基础研究,青岛海洋生物医药研究院从事产业化,临床试验和上市推广则交给合作企业;青岛海洋生物医药研究院还与正大制药(青岛)有限公司组建了总规模50亿元的“中国蓝色药库开发基金”,初步形成了海洋药物研发的全链条。
青岛海洋生物医药研究院首席科学家杨金波说,海洋生物样品资源非常珍贵,天然产物含量极微,往往只能做非常有限的实验。在确定其有药用价值前,一般不进行大规模人工制备。因为海洋天然产物结构复杂,人工制备难度大、成本高,一旦没有药用价值,大规模制备产品就白白浪费。在这种情况下,海洋药物筛选准确率不足20%。
在打造“蓝色药库”过程中,青岛海洋生物医药研究院致力于利用超算技术解决海洋药物筛选难度大的“卡脖子”问题。他们建立了包含约3万个海洋天然产物的三维结构数据库,也初步构建了美国食品药品监督管理局公布的所有药物分子靶点数据库。
“我们将依托青岛、济南和无锡的超算资源和已建立的数据库资源,将海洋产物三维结构与药物分子靶点数据进行比对与计算,就像是‘钥匙’和‘锁’进行比对与计算。”杨金波说。
专家表示,过去是微量海洋天然产物对特定疾病的盲试,应用超算技术则是大数据计算与匹配,这项技术将把海洋药物筛选准确率从不足20%提升至60%以上。
记者采访了解到,随着这项技术迭代升级,未来可进行逆向药物研发:即根据药物分子靶点数据自动生成可治疗这一病症的化合物结构,然后大规模人工制备新型化合物,再开展新药研发和临床试验。
应用中药理论
指导海洋新药研发显奇效
管华诗告诉记者,为治疗阿尔茨海默症,16个国家进行了130多个药品的试验都失败了,GV-971之所以能成功是因为在中医理论指导下研发,疗效是多组分、多靶点、协同作用的结果。这个药品不仅作用于头部海马体,还通过调节肠道菌群失衡、重塑机体免疫稳态,进而降低脑内神经炎症,阻止阿尔茨海默症病程进展。
专家表示,GV-971新颖的作用模式与独特的多靶作用特征,为阿尔茨海默症药物研发开辟了新路径,并有望引领海洋糖类药物研发新浪潮,促进中药理论与海洋创新药物研发深度融合,对提升我国在创新药物研究领域的国际地位具有深远意义。
继治疗阿尔茨海默症的新药后,管华诗院士团队又有两个海洋新药即将问世:治疗结肠癌的BG136和抗HPV病毒的TGC161,其中BG136是从南极冰藻中提取天然产物研发而成,拟于明年年底申报临床。
“通过分析国内外开发上市的海洋药物的结构特点,不难发现,基于糖的海洋药物占有很大比重,藻酸双酯钠(PSS)和GV-971都是海洋糖类药物,BG136和TGC161也是糖类药物。”中国海洋大学医药学院院长于广利说,“海洋糖类药物是我们努力的重要方向。”